組態(tài)教學(xué)第11課

1、濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院工業(yè)組態(tài)技術(shù)概論工業(yè)組態(tài)技術(shù)概論第十一課第十一課力控組態(tài)軟件的力控組態(tài)軟件的控制功能及罐區(qū)自動化控制功能及罐區(qū)自動化授課人授課人:于宏亮于宏亮濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院上次課回顧上次課回顧n第五章： 監(jiān)控組態(tài)軟件擴展技術(shù)及應(yīng)用實例匯編n5.1 力控組態(tài)軟件的網(wǎng)絡(luò)體系n5.2 組態(tài)軟件與第三方軟件通信方式濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院本次課內(nèi)容：本次課內(nèi)容：n5.3 力控組態(tài)軟件的控制功能n5.4 監(jiān)控自動化監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院n5.3.1濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院n1） 濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院5.3.2 軟PLC、Soft

2、 PLC、軟邏輯。 策略（strategy),一個主策略，可嵌套4級子策略n1 )編輯控制策略時的基本準則n策略職能調(diào)用子策略；n功能塊輸出可以接到多個功能塊輸入，但一個功能塊輸入只能來自一個輸出；n功能塊輸出不能來自另一個塊的輸出。濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院5.3.2n2)使用策略編輯器生成控制策略的基本步驟n編寫控制邏輯圖n配置I/O設(shè)備n創(chuàng)建策略與子策略，并建立I/O通道及功能塊連接。n編譯和排錯n調(diào)試：分段調(diào)試、總調(diào)試、在線調(diào)試n運行：本地運行、目標機運行濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院5.3.3n可被反復(fù)調(diào)用，但需要被賦予名字。n功能塊執(zhí)行順序同其在屏幕上位置有關(guān)；先左后右，先上后下。n基

3、本功能塊組成：功能塊名稱、功能塊輸入、功能塊輸出、功能塊參數(shù)、功能塊使能端濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院5.3.3n1 ) 變量功能塊：為其他功能塊提供初始操作值n2 ) 數(shù)學(xué)運算功能塊：加、減、乘、除、等等n3 )邏輯功能塊：與、或、非、等等n4 ) 程序控制功能塊：跳轉(zhuǎn)、調(diào)用子策略、返回、注釋n5 ) 按制算法功能塊：純滯后補償、濾波器、計時器、PID、線性變換、等等濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院5.3.4n1 )控制策略在本機執(zhí)行：上位操作員站n2 ) 控制策略在目標設(shè)備執(zhí)行：下位機（主要是PC-based設(shè)備n3 ) 控制策略的調(diào)試手段：online、offlinen（實際操作演示）濟南大學(xué)控

4、制科學(xué)與工程學(xué)院監(jiān)控自動化監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用監(jiān)控自動化監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用n5.4.1工藝過程于控制方案設(shè)計n1）工藝過程特點n2）系統(tǒng)組成n5.4.2控制功能n5.4.3特殊要求濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院監(jiān)控自動化監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用監(jiān)控自動化監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用n5.4.4 組態(tài)設(shè)計n1）主操作畫面設(shè)計n2）實時趨勢圖畫面設(shè)計n3）歷史報表畫面設(shè)計n4）數(shù)據(jù)庫操作畫面設(shè)計n5）實時報警n6）歷史報警濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院監(jiān)控自動化監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用監(jiān)控自動化監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用n5.4.5 組態(tài)過程n1）建立實時數(shù)據(jù)庫n2）創(chuàng)建按鈕n3）添加腳本n4）建立I/O數(shù)據(jù)連接n5）PLC程序編制與調(diào)試n（操作示范）濟南大學(xué)

5、控制科學(xué)與工程學(xué)院n一、罐區(qū)概況與監(jiān)控要需求n罐區(qū)概況 n林源煉油廠罐區(qū)分為西、北罐兩個罐區(qū)。西罐區(qū)有38個罐，北罐區(qū)有18個罐。原監(jiān)控系統(tǒng)采用的是盤裝二次儀表，基本分布情況是：在西罐區(qū)有光導(dǎo)液位計13塊，鋼帶液位計24塊，電磁閥104點，電磁閥回訊104點，報警32點；在北罐區(qū)有光導(dǎo)液位計4塊，鋼帶液位計12塊，電磁閥144點，電磁閥回訊144點，報警16點。5.4.5罐區(qū)自動化應(yīng)用實例應(yīng)用實例濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院n監(jiān)控要求 n1信號采集：標準信號的采集；對鋼帶液位計非標準信號數(shù)據(jù)的采集，并通過軟件加以處理和運算,達到原儀表的技術(shù)要求；對具備智能通訊接口的光導(dǎo)液位計數(shù)據(jù)的采集和轉(zhuǎn)換處理

6、。 n2監(jiān)控操作：操作控制；參數(shù)設(shè)定；閥門自動開啟與關(guān)閉；油品自動調(diào)合，自動比值調(diào)節(jié)。 n3動態(tài)顯示：動態(tài)立體流程圖顯示，能夠區(qū)分不同油品介質(zhì)的流向；以圖形方式區(qū)分動罐與靜罐；報警顯示；趨勢顯示。 n4操作畫面：罐容量表的查詢與管理；打印實時報表和歷史報表，并可任意設(shè)定打印時歷史報表的時刻； n5系統(tǒng)具備可擴展性。5.4.5罐區(qū)自動化應(yīng)用實例應(yīng)用實例濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院二、系統(tǒng)方案二、系統(tǒng)方案 n1控制站 nn 要實現(xiàn)計算機控制和管理，儀表應(yīng)具備標準輸出信號或智能通訊功能。光導(dǎo)液位計和鋼帶液位計具有智能通訊接口，閥門的狀態(tài)檢測和控制使用標準的干接點信號，采用PLC實現(xiàn)。n濟南大學(xué)控制科學(xué)

7、與工程學(xué)院n開關(guān)量控制 n對于現(xiàn)場電磁閥控制、電磁閥回訊及報警信號檢測采用C200H系列的PLC完成，力控I/O驅(qū)動程序負責(zé)完成PLC數(shù)據(jù)的讀/寫。 n標準420mA信號 n油品車間各種壓力、流量的標準420mA信號通過PLC模擬量卡件的轉(zhuǎn)換，再經(jīng)過PLC的通訊接口傳送到操作站的監(jiān)控軟件中。n智能通訊傳送 n 鋼帶液位計采用大連儀表五廠的產(chǎn)品，由于從一次儀表輸出的信號是一組串行BCD碼，計算機操作站不能直接接收該BCD碼，必須使用三維公司研制的智能轉(zhuǎn)換器SBB-100，將現(xiàn)場一次表傳送的串行BCD轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，通過RS-485將數(shù)據(jù)傳送到操作站上。 光導(dǎo)液位計和溫度巡檢儀采用RS-485直接

8、與操作站上的力控軟件通訊。數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換處理、流量累計由力控軟件處理。n2操作站 n 本系統(tǒng)設(shè)立兩個操作站，主機采用工業(yè)控制機，操作系統(tǒng)采用Windows98，監(jiān)控組態(tài)軟件采用，操作站內(nèi)增加RS485通訊接口卡連接PLC、SBB及智能儀表。濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院三、系統(tǒng)組態(tài)三、系統(tǒng)組態(tài)n根據(jù)工藝提出的生產(chǎn)要求，力控軟件操作畫面的設(shè)計采用主菜單的形式，在每幅畫面下分別有按紐進行切換，畫面包括主菜單畫面、動態(tài)流程畫面、操作畫面、報表畫面、罐容量表、報警等。 n1 動態(tài)流程顯示 n根據(jù)各閥門的開閉狀態(tài)可以確定管道的流動狀態(tài)和流向，用不同的顏色來表示，如圖所示。n由于許多管道為各種介質(zhì)的公用管道，當(dāng)滿

9、足不同條件時，管道顯示不同顏色。濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院n例如下面4個DB變量代表兩個閥的開閉狀態(tài)：n HI303C_6-HC303C汽缸閥關(guān) n HI303C_4-HC303C汽缸閥開 n HI304C_6-HC304C汽缸閥關(guān) n HI304C_4-HC304C汽缸閥開 n當(dāng)這兩個閥中有一個關(guān)閉時，連接這2個閥的管道就變成不流動狀態(tài)，它的變色條件是： n (HI303C_6HI303C_4)&HI303C_6)|(HI304C_6HI304C_4)&HI304C_6) nn這個條件表達式由2部分的“或”運算組成，其中每一部分表示一個閥的“關(guān)”條件

10、，在這個“關(guān)”條件中使用了一個異或運算（），是對閥狀態(tài)合法性的檢查，因為這種閥的回訊由2個取值相反的開關(guān)量組成，如果這2個開關(guān)量的輸入狀態(tài)相同，則表明這個閥處于非法狀態(tài)濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院2報警的處理報警的處理 n除了在報警畫面和實時數(shù)據(jù)庫中組態(tài)過程變量的報警限值和報警圖形對象外，本應(yīng)用還特別使用了力控的語音報警功能。根據(jù)不同的罐號錄制了不同的聲音文件，通過力控軟件的腳本函數(shù)在一定的條件下進行播放。播放聲音的函數(shù)為PlaySound(AviName,flag)。 n 說明：播放一段由文件名AviName指定的聲音文件 n AviName：Avi文件名。 n fl

11、ag：播放方式取值為0或1。0:代表異步;1:代表同步。 n 例如：if (LI101.ALM) THEN PlaySound(Avi01,0); n ENDIF; nn表示當(dāng)變量LI101處于報警狀態(tài)時則以異步方式播放AVI文件Avi01。濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院3報表的處理報表的處理 n報表是利用力控軟件的歷史報表工具來進行定制的。內(nèi)部的核算是通過腳本函數(shù)實現(xiàn)的。 濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院4容量表的處理容量表的處理 n由于油罐的計量是通過罐的液位查找罐表來求得罐內(nèi)油品的體積，一般的罐表都是每隔1毫米對應(yīng)一個體積值，一個20米高的油罐要有2萬條數(shù)據(jù)。由工藝人員在力控的標準罐表畫面中錄入。

12、當(dāng)組態(tài)軟件從I/O設(shè)備得到罐的液位值后，將它換算成以毫米為單位的液位高度，然后就直接從容積表中取出與液位值對應(yīng)的體積，如果液位的毫米高度值不是整數(shù)，則可以首先取出整數(shù)液位值對應(yīng)的體積，再加上小數(shù)部分的插值計算結(jié)果。 n錄入罐表時是通過寫文件函數(shù)FileWrite(FileName, VarName,Offset ,Num)實現(xiàn)的，功能是向指定的文件中的offset位置寫數(shù)據(jù)。其中，F(xiàn)ileName是文件名，VarName是要寫入的起始變量，按照變量的內(nèi)部存儲順序依次寫入多個變量，變量數(shù)目由Num確定。 n例如：FileWrite(dat01,var01, 0,10)，從var01開始依次向文件

13、dat01的開頭寫入10個數(shù)據(jù)，這10個數(shù)據(jù)依次是dat01、dat02、dat03、dat04、dat05dat10。 n 通過讀文件函數(shù)FileRead(FileName,VarName,Offset,Num)將液位對應(yīng)的體積值從罐表文件中讀出。其中FileName是文件名；Offset指定從文件的哪個位置讀數(shù)據(jù)，在這里就是罐的液位值（以毫米為單位）；Num是要讀取的數(shù)據(jù)個數(shù)，一般為1；VarName指定將讀取的數(shù)值賦給哪個變量，這里就是體積變量。 n例如：FileRead(dat01,VI101,LI101,1)，從文件dat01中讀取1個數(shù)據(jù),讀取數(shù)據(jù)在文件中的位置由變量LI101的值

14、決定，結(jié)果送給體積變量VI101。濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院4流量累積流量累積 n 流量累積既可以用腳本程序?qū)崿F(xiàn)，也可以在實時數(shù)據(jù)庫中用累積點來實現(xiàn)，實時數(shù)據(jù)庫的累積點在進行流量累積時精度會更高一些，這里給出用腳本程序?qū)崿F(xiàn)累積的程序清單：n進入應(yīng)用程序時執(zhí)行的動作：n mesc0=$msec;（$msec是計算機的毫秒時鐘） n應(yīng)用程序運行期間周期運行的動作： n說明：FI101L為累積量，F(xiàn)I101為瞬時量。 n IF FI1010&$msecmesc0 THEN n FI101L=FI101L+FI101/3600000*($msec-mesc0); n MESC0=$msec;

15、n ENDIF 濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院5油品調(diào)合控制程序油品調(diào)合控制程序 n 調(diào)合是對汽油和MTBE的流量進行比值調(diào)節(jié)，基本單回路PID控制利用PLC的PID指令進行，而無擾動的切換利用力控軟件進行跟蹤，PLC進行相關(guān)的邏輯處理。 nn通過質(zhì)量流量計采集汽油與MTBE的流量信號，兩者的比值作為PID控制模塊的設(shè)定值，MTBE的流量作為PID控制模塊的測量值。 nn輸出根據(jù)配比的不同來調(diào)節(jié)MTBE的流量，以達到調(diào)合汽油的目的，根據(jù)汽油的累積量的多少來自動控制輸油泵的啟停，并且具備自動/手動兩種切換方式。 濟南大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院四、調(diào)試運行四、調(diào)試運行n應(yīng)用腳本程序編制時，一定要考慮通訊的速度，不停地循環(huán)向控制器（PLC）下置數(shù)據(jù)會影響采集速度，因此，向PLC發(fā)送控制命令的程序動作應(yīng)盡量放在數(shù)據(jù)改變腳本中執(zhí)行。 nn系統(tǒng)參數(shù)的配置根據(jù)不同的設(shè)備可反復(fù)調(diào)整使之達到最佳工作狀態(tài)，因為不同的設(shè)備對采集速率有不同的要求。 nn重要的控制功能